適応ファジー・ナビゲーションによる4足歩行ロボットの自律走行制御

4足歩行ロボットは環境への適応能力を有しているため、震災等による瓦礫の散在する環境下での生存者の探索・救援などの作業に有効であり、レスキューロボットとしての活躍が期待される。ただし、このような複雑で予想困難な環境での運用に対しては、4足歩行ロボットに環境適応移動能力を十分に発揮させることが極めて重要となる。本研究は、瓦礫の散在する環境下での生存者の探索・救援を行うレスキューロボットを実現するために、未知環境における4足歩行ロボットの自律ナビゲーションシステムの設計・構築を目的としている。本年度において、昨年度に構築した移動ロボットのためのロバスト的な適応ニューロ・ファジー運動制御系で生成するしなやかな軌道を4足歩行ロボットに追従させるために、4足歩行ロボットの全方位走行方法を開発し、計算機シミュレーション及び実機実験で手法の有効性を検証した。4足歩行ロボットの全方位走行手法は、任意の旋回中心周りのクロール歩容と循環歩容を有機的しかも連続的に遷移させ、クロール歩容と循環歩容を基本とする全方位静的歩行を実現している。また、本手法を傾斜面上に歩行するロボットに適用し、4足歩行ロボットの傾斜面上における全方位歩行も実現されている。さらにロボットの胴体姿勢をその歩行速度の向上に有効に利用し、最適な胴体姿勢を有しながら傾斜面上において連続的な歩容遷移を行なえるロボットの連続的全方歩行が実現されている。以上の研究で得られた研究成果が学術講演会や国際会議などで発表され、4歩行ロボットの自律ナビゲーションの基礎にもなっている。

4足歩行ロボットは環境への適応能力を有しているため、震災等による瓦礫の散在する環境下での生存者の探索・救援などの作業に有効であり、レスキューロボットとしての活躍が期待される。ただし、このような複雑で予想困難な環境での運用に対しては、4足歩行ロボットに環境適応移動能力を十分に発揮させることが極めて重要となる。本研究は、瓦礫の散在する環境下での生存者の探索・救援を行うレスキューロボットを実現するために、未知環境における4足歩行ロボットの自律ナビゲーションシステムの設計・構築を目的としている。本年度において、昨年度に構築した移動ロボットのためのロバスト的な適応ニューロ・ファジー運動制御系で生成するしなやかな軌道を4足歩行ロボットに追従させるために、4足歩行ロボットの全方位走行方法を開発し、計算機シミュレーション及び実機実験で手法の有効性を検証した。4足歩行ロボットの全方位走行手法は、任意の旋回中心周りのクロール歩容と循環歩容を有機的しかも連続的に遷移させ、クロール歩容と循環歩容を基本とする全方位静的歩行を実現している。また、本手法を傾斜面上に歩行するロボットに適用し、4足歩行ロボットの傾斜面上における全方位歩行も実現されている。さらにロボットの胴体姿勢をその歩行速度の向上に有効に利用し、最適な胴体姿勢を有しながら傾斜面上において連続的な歩容遷移を行なえるロボットの連続的全方歩行が実現されている。以上の研究で得られた研究成果が学術講演会や国際会議などで発表され、4歩行ロボットの自律ナビゲーションの基礎にもなっている。